20200601一種新型混合驅(qū)動花卉移栽裝置研發(fā)與試驗//DOI：10.25165/j.ijabe.20201302.5187

為了使得花卉盤栽機械結(jié)構(gòu)輕簡、控制方便、實現(xiàn)取栽一體化，該文對以五桿機構(gòu)為載體的混合驅(qū)動并聯(lián)機構(gòu)進行研究。根據(jù)花卉移栽作業(yè)的農(nóng)藝要求，設(shè)計出盆栽作業(yè)中有利于實現(xiàn)取苗和植苗的 “尖嘴形”工作軌跡，通過移栽軌跡建立機構(gòu)參數(shù)求解的數(shù)學(xué)模型，并將五桿機構(gòu)拆解為兩個桿組，基于遺傳算法和基于Pareto排序的NSGAII優(yōu)化算法分兩個步驟進行優(yōu)化，最終優(yōu)化出機構(gòu)參數(shù)，與同類設(shè)計相比，機構(gòu)移栽軌跡高、機構(gòu)尺寸小、結(jié)構(gòu)緊湊、實時可控電機角加速度波動小、換向次數(shù)少、運動精度高。基于優(yōu)化得到機構(gòu)參數(shù)建立機構(gòu)的三維模型，通過Adams虛擬仿真驗證了模型設(shè)計的正確性，在此基礎(chǔ)之上試制了樣機，采用stm32單片機通過DDA運動插補算法擬合兩原動件的角位移函數(shù)曲線，實現(xiàn)兩臺電機的同步聯(lián)動運動控制，最后開展了樣機移栽實驗，試驗中取苗成功率為90.0%-93.4%，盆栽成功率為80.5%-86.9%，表明了機構(gòu)能夠在花卉移栽中實現(xiàn)取栽一體化工作。

[編譯自：Zhao X，Zhang X S，Wu Q P，Dai L，Chen J N. Research and experiment of a novel flowertransplanting device using hybrid-driven mechanism. Int J Agric ＆ Biol Eng，2020；13（2）：92-100.]

20200602基于擾動測試的農(nóng)用車輛路徑跟蹤控制與試驗//DOI：10.25165/j.ijabe. 20201302.4506

為提高農(nóng)用運輸車輛路徑跟蹤的魯棒穩(wěn)定性，該文結(jié)合農(nóng)用運輸車輛特點基于非線性模型預(yù)測控制設(shè)計了路徑跟蹤控制器。該方法將路徑跟蹤問題轉(zhuǎn)化為求解滿足速度、轉(zhuǎn)角約束的最優(yōu)值問題。該方法首先將農(nóng)用車的非線性運動學(xué)模型進行離散化，推出遞推模型作并為控制器預(yù)測方程；然后構(gòu)建新的狀態(tài)量設(shè)計目標(biāo)函數(shù)，添加系統(tǒng)控制量、狀態(tài)量約束條件；最后將預(yù)測方程帶入目標(biāo)函數(shù)將其轉(zhuǎn)化為基于遞推序列的二次規(guī)劃法響應(yīng)問題；為增強系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定性，利用實時反饋與滾動優(yōu)化實現(xiàn)控制器的閉環(huán)校正；重復(fù)以上過程，實現(xiàn)預(yù)測控制。Matlab的仿真表明：非線性模型預(yù)測控制器能夠?qū)崿F(xiàn)對所設(shè)計路徑的有效跟蹤且具有較強的魯棒穩(wěn)定性。當(dāng)測試車輛以3 m/s的速度跟蹤參考軌道時，最大橫向偏差為13.36 cm，最大縱向偏差為34.61 cm。當(dāng)增加的水平偏差擾動Yr小于1.5 m時，控制器可以快速調(diào)整車輛，使測試車輛可以返回參考軌跡并繼續(xù)行駛。同時進行了與線性模型預(yù)測控制器的比較實驗。與傳統(tǒng)的線性模型預(yù)測控制器相比，當(dāng)以3 m/s的速度執(zhí)行圓形路徑跟蹤時，水平偏離軌道的距離減少了36.8%，縱向偏差減少了32.98%。

[編譯自：Liu Z D，Zheng W X，Wang N，Lyu Z Q，Zhang W Z. Trajectory tracking control of agricultural vehiclesbased on disturbance test. Int JAgric ＆ Biol Eng，2020；13（2）：138-145.]

20200603可生物降解塑料地膜降解性能及其覆蓋對東北地區(qū)玉米田間地溫和產(chǎn)量的影響// DOI：10.25165/j.ijabe.20201302.5360

塑料地膜是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要資源，但其在自然環(huán)境中要經(jīng)過幾百年才能完全降解。塑料地膜的大規(guī)模使用難免產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染，研發(fā)可代替普通地膜的降解地膜是解決殘膜污染的重要途徑之一。研究表明，生物降解地膜具有良好的覆蓋效果，該地膜最終可被微生物分解為水、二氧化碳和土壤有機質(zhì)。該文通過兩年試驗，研究了生物降解地膜的降解特性，包括降解速率、表面微觀結(jié)構(gòu)、拉伸強度和斷裂伸長率，以及不同覆蓋處理對土壤溫度和玉米產(chǎn)量的影響。采用3種不同降解速率的生物降解地膜、普通地膜和露地對照進行田間試驗。試驗中隨著地膜成分中降解助劑的增加，生物降解膜降解率顯著提高，2017年及2018年玉米收獲后降解率分別為7.2%-17.8%和18.1%-35.2%，其中壟側(cè)地膜降解程度明顯高于壟上。拉伸強度和斷裂伸長率的降低與降解膜的降解速率成正比。經(jīng)電鏡掃描發(fā)現(xiàn)，玉米收獲后，生物降解膜的表面微觀結(jié)構(gòu)明顯較覆蓋前粗糙。生物降解膜覆蓋下，玉米整個生育時期5 cm、15 cm和25 cm層土壤溫度高于露地處理，其中，2017年增溫幅度為3.1-3.2℃，2018年增溫幅度為1.2℃-2.1℃。與露地對照相比，生物降解膜覆蓋顯著提高了玉米產(chǎn)量，2017年增產(chǎn)10.4%-14.3%，2018年增產(chǎn)11.6%-24.7%。在玉米品質(zhì)方面，各處理間沒有顯著差異。該研究表明，生物降解地膜可以替代普通地膜。生物降解地膜中的組成成分可以根據(jù)環(huán)境變化進一步改進，以確保作物收獲后能夠完全降解。

[編譯自：Zhang WW，Wang LH，Zhou JQ，Zhu KL，Sun SJ. Degradability of biodegradable plastic filmsand its mulching effects on soil temperature and maize yield in northeasternChina. Int J Agric ＆ Biol Eng，2020；13（2）：146-153.]